14-1 自然光和偏振光一、横波的偏振性振动面,通过波的传播方向且包含振动矢量的平面。
偏振,波 的振动方向相对传播方向的不对称性。
光矢量振动面
v0
H
E
光的偏振态,光矢量在与光传播方向垂直的平面内的振动状态。
二,自然光一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的,
等幅的,不相干的线偏振光 。
自然光的表示法：
光振动的振幅在垂直于光波的传播方向上,既有时间分布的均匀性,又有空间分布的均匀性 。
x
二、线偏振光（完全偏振光、平面偏振光、偏振光）
光波的光矢量方向始终不变，
只沿一个固定方向振动。
线偏振光的表示法：
光振动平行板面 x 光振动垂直板面
x
四,部分偏振光部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直的,
不等幅的,不相干的线偏振光 。
部分偏振光的表示法：
·· ·· ··
平行板面的光振动较强垂直板面的光振动较强
··
14-2 起偏和检偏 马吕斯定律起偏,使自然光（或非偏振光）变成线偏振光的过程。
检偏,检查入射光的偏振性。 透光轴方向自然光偏振片线偏振光一、偏振片的起偏和检偏将待检查的入射光垂直入射偏振片，缓慢转动偏振片，观察光强的变化，确定光的偏振性。
.,,,
.
起偏器 检偏器自然光 线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，
光强发生变化
.,,,
.
起偏器 检偏器自然光 线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，
光强发生变化
.,,,
.
起偏器 检偏器自然光 线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，
光强发生变化
.,,,,
起偏器 检偏器自然光 线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，
光强发生变化
.,,,,
起偏器 检偏器自然光 线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，
光强发生变化
.,,,,
起偏器 检偏器自然光 线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，
光强发生变化
.,,,
.
起偏器 检偏器自然光 线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，
光强发生变化
.,,,
.
起偏器 检偏器自然光 线偏振光偏振光通过旋转的检偏器，
光强发生变化两偏振片的偏振化方向相互垂直 光强为零
.,,,
.
检偏器自然光通过旋转的检偏器，光强不变自然光
.,,,
.
检偏器自然光自然光通过旋转的检偏器，光强不变
.,,,
.
检偏器自然光自然光通过旋转的检偏器，光强不变
.,,,,
检偏器自然光自然光通过旋转的检偏器，光强不变
.,,,,
检偏器自然光自然光通过旋转的检偏器，光强不变
.,,,,
检偏器自然光自然光通过旋转的检偏器，光强不变
.,,,
.
检偏器自然光自然光通过旋转的检偏器，光强不变
.,,,
.
检偏器自然光自然光通过旋转的检偏器，光强不变二,马吕斯定律
20 co sII?
0m a x0 III,? 02 I，
-----线偏振光的振动方向与检偏器的透光轴方向之间的夹角。
如果入射线偏振光的光强为 I0，透过检偏器后，
透射光的光强 I为
O
1N
2N
cosE 0
sinE 0
14-3 反射和折射时光的偏振
1n
2n
i?
r?
自然光部分偏振光反射和折射过程会使入射的自然光一定程度的偏振化部分偏振光反射光的偏振化程度和入射角有关，当入射角等于某一 特定值 i0且满足
1
2
0 n
ni?tg
这时反射光成为线偏振光。
布儒斯特定律
0i
1n
2n
自然光 线偏振光部分偏振光 20i
0i
起偏振角布儒斯特角利用玻璃片堆产生线偏振光
i0
(接近线偏振光 )
玻璃片堆
最后获得两束振动面互相垂直的线偏振光一,双折射现象 寻常光和非常光对于各向异性晶体，一束光射入晶体后，可以观察到有两束折射光的现象。
寻常光线 (o光 )
-----遵守折射定律非常光线 (e光 )
-----不遵守折射定律
o光和 e光都是线偏振光。
14-4 光的双折射
S
I
1R
2R
o e
光光当方解石晶体旋转时
o光不动,e光围绕 o光旋转双折射纸面 方解石晶体光光双折射当方解石晶体旋转时
o光不动,e光围绕 o光旋转纸面 方解石晶体光光当方解石晶体旋转时
o光不动,e光围绕 o光旋转双折射纸面 方解石晶体光光当方解石晶体旋转时
o光不动,e光围绕 o光旋转双折射纸面 方解石晶体二,晶体的光轴与光线的主平面当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生双折射,该方向称为 晶体的光轴 。
“光轴,是一 特殊的,方向,,不是指一条直线 。
凡平行于此方向的直线均为光轴 。
单轴晶体,只有一个光轴的晶体双轴晶体,有两个光轴的晶体
A
B
光轴
102°
主平面,晶体中某条光线与晶体光轴构成的平面 。
e光光轴
e光的主平面
o光光轴
o光的主平面
··
··
o光的振动面垂直于 o光的主平面
e光的振动面在 e光的主平面内主截面：
由晶体光轴和晶体表面法线方向组成的平面 。
*14-5 偏振光的干涉 人为双折射现象一,椭圆偏振光与圆偏振光
.,,,
d
C
S
1P
光轴
co sEE e?
sinEE o?
C
oE
eE
通过 d后，位相差
d)nn( do 2
4
d)nn(
eo
2
2?
d)nn(
eo
四分之一波片
二分之一波片
d)nn( do 2
4
若?co sEE
esinEE o?
通过晶片后的光成为圆偏振光
4
若通过晶片后的光成为线偏振光，
振动方向旋转 900。
2
二,偏振光干涉
.,,,
d
C
S
1P 2P
光轴透光轴相互垂直
C
e E
o E
E?
e E2
o E2?
2 P
1P
s i nc o sEs i nEE ee2
c o ss i nEc o sEE oo2
是一对振幅相等的相干光
oe EE 22,
d)nn( eo2
暗亮
,,k)k(
,,kk
21 12
21 2
光强决定于两束光的总位相差第一项为两光通过晶片产生的位相差第二项是由于 方向相反引起的附加位相差
oe EE 22
,
干涉的明暗条件色偏振三、人为双折射现象某些晶体在受到外界作用时失去各向同性的性质，
也呈现双折射现象。
1,光弹性效应 —— 应力双折射在机械应力作用下，显示光学各向异性
KPnn eo 应力（压强）比例系数PK
d)nn( eo 2
两偏振光通过厚度为 d介质后产生的位相差
2,克尔效应 —— 电致双折射在强电场作用下，使分子定向排列，获得各向异性
2KEnn eo 克尔常数?K
应用：光开关
.,E?
C
S
1P 2P
克尔盒透光轴相互垂直
*14-6 旋光现象线偏振光通过某些透明物质时,线偏振光的振动面将旋转一定的角度,这种现象称为 振动面的旋转,
也称 旋光现象 。
.,
C
S
1P 2P
过滤器
F
旋光物体未放置 C,P2后视场黑暗放置 C后,旋转 P2一定角度,视场又变黑暗
1,不同的旋光物质可以使线偏振光的振动面向不同方向旋转 。
右旋物质 左旋物质
2,振动面的旋转角?与波长有关,
波长给定则与旋光物质的厚度 d有关 。
d 旋光恒量
3,偏振光通过糖溶液,松节油时,振动面的旋转角
cd 旋光物质的浓度?c
